作者：匡正（中国科学院声学研究所）
编者按：
耳机党们还在讨论火电水电对音质的影响，有人却提出了一个新的问题，“降噪耳机为了降噪，主动发射了声波去抵消噪音，会不会对听力损伤其实更大啊？”
今天，大院er邀请到了声学所噪声与振动实验室副研究员匡正老师，请他为大家解答下这个问题。
图/Sony
无论是在工作、旅途或是休息，戴上耳机听听音乐已成为现代人生活中不可缺少的休闲方式。
但噪杂的外部环境，比如喧闹的车厢、轰鸣的飞机发动机、路旁的广告喇叭乃至哭闹的儿童，常常影响着我们对音乐的欣赏。因此，降噪耳机应运而生。
对于这一进入日常生活不久的新鲜事物，不少人也为之困惑：
降噪耳机和普通耳机有什么区别？被动降噪和主动降噪又是怎么一回事？长期佩戴降噪耳机听音乐是否会影响我们的听力？
今天，我们就来聊一聊降噪耳机。
总有时你会希望有一副降噪耳机 图/Sony
声音与噪声的频率
在了解耳机之前，我们先来说说声音的频率。
通常，我们把听到的声音划分为高、中、低几个阶段。20～200Hz属于低频，200～4000Hz属于中频，4000～20000Hz属于高频。
日常的噪声里面，大多是中低频阶段的声音，比如地铁、高铁以及飞机上的噪声等。生活中高频的噪声是比较少的，但一些警示声，如车喇叭有部分高频的成分。
而乐器当中，鼓声属于低频声音，贝斯的声音也比较低，小提琴的声音相对比较高。人讲话的声音频率也比较高，其中女性和孩子声音的频率相对更高些。
图/人教网
被动降噪耳机
传统的耳机分为密闭式耳机和开放式耳机。密闭式耳机的被动降噪量比较大，戴上之后，环境的声音听起来比较小。
不过这样做是有一定安全隐患的。
比如，我们戴上耳机走在路上，就有可能因听不到喇叭的声音而带来一定的风险。而开放式耳机即在听音乐的时候，周围环境的声音也会听得比较清楚。所以像是在马路跑步这样的场合，过去往往提倡使用开放式耳机。
从外观上来看，密闭式耳机和开放式耳机是没有区别的。把耳朵罩住的耳机不一定是密闭式，有些入耳式耳机也可能是开放式。开放还是密闭看的是耳机里的结构是如何设置的，有的密闭式耳机只要打一个很小的孔就可能会变成开放式耳机。
主动降噪耳机
传统的密闭式耳机只能实现对中高频声音的降噪，要实现对中低频的降噪很困难。
这是因为想要达到的降噪量越大，需要用到的隔声材料的质量就要越大，这样耳机就会很笨重。另一方面，被动降噪又需要耳机捂得特别紧，这都会影响耳机的舒适感。
为此，人们开发出了主动降噪耳机。
面对噪声，它不是被动地屏蔽，而是主动发出与噪声相位相反的声音，在耳内与噪声形成干涉而抵消。主动降噪耳机在中低频的降噪效果很好，在高频的降噪效果比较差。
这样，它既能消除日常生活中的常见噪声，又不会影响紧急情况下尖鸣的喇叭等警示音。
目前，国内外主动降噪耳机都有一个上限频率，一般消噪的最高频率为1500赫兹。
主动降噪耳机是如何识别各个频率的声音来进行降噪的呢？
一般一个主动降噪耳机的耳罩外面有一个麦克风，中间有一个扬声器，里面也有一个麦克风。外面的麦克风可以识别周围环境的声音，中间的扬声器用来播放抵消噪声的反相声波，里面的麦克风作为一个反馈，检查降噪的效果如何。
你或许会问，耳机是如何保证音乐不被抵消的呢？
这是因为主动降噪耳机只会抵消外部麦克风收到的声音，通过数据线途径进来的音乐等声音是不会受到影响的。
数字式的主动降噪耳机还可以通过算法来自动感知周围的环境声，周围没有噪声便不降噪；周围的噪声大，就降噪大一点儿；周围的噪声小，就降噪小一点。这样在保证欣赏音乐的同时，也不会错过周围突发的信息。
在晨跑时听音乐，既需要隔绝噪音，又要保证听得到汽车的鸣笛
主动降噪耳机会对听力有影响吗
事实上，主动降噪耳机对听力肯定是有好处的。
为什么我们可以这么说呢？
这是由于听觉有掩蔽效应，在一个比较吵的环境里面，比如噪声环境是70分贝，那至少要将音乐放到75分贝或者80分贝时，才能压过噪声。如果周围环境的噪音只有30分贝，那么45分贝的音乐就可以听得很清楚。
正因如此，当周围很吵，我们不自觉就会把音乐声音调得更大，不然就会有很多细节听不到。周围环境越吵，声音调得越大，对耳朵的损伤就会越重。特别是有的手机为了保证音乐里低音的效果，还会用一些补偿的手段让低音更大。
降噪耳机能防止过大的音量对耳朵的损害 图/Gwen Shockey
右上为健康的内耳毛细胞，右下为被损害的内耳毛细胞
当使用降噪耳机时，周围的低频噪声都被抵消了，那么播放音乐的音量也就可以相应降低。
也就是说，不需要那么大的声音就可以有很好的愉悦感，从而对耳朵起到一定的保护作用。
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